JP2015151305A - Optical component and method for manufacturing the same - Google Patents

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柴田 和義
Kazuyoshi Shibata
和義 柴田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical component including a glass layer that contains a phosphor having low heat resistance, in which performances of the phosphor are maintained while moisture resistance is ensured.SOLUTION: An optical component 10 includes a light-transmitting substrate 12, a first layer 14, and a second layer 16. The light-transmitting substrate 12 is made of a light-transmitting ceramic material. The first layer 14 comprises a first phosphor and a first glass and is formed to wholly cover an upper surface of the light-transmitting substrate 12. The second layer 16 is made of a second glass having a softening point higher than that of the first glass and is formed to wholly cover an upper surface of the first layer 14. The first phosphor less likely degrades when subjected to the temperature of the softening point of the first glass compared to a case when the first phosphor is subjected to the temperature of the softening point of the second glass. The heat-resistant temperature of the first phosphor is preferably higher than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass.

Description

本発明は、光学部品及びその製法に関する。   The present invention relates to an optical component and a manufacturing method thereof.

従来より、青色光源から発せられる青色光の一部を黄色光に変換し、残部の青色光と合成して白色光とする発光色変換部材が知られている。例えば、特許文献1には、軟化点が500℃より高いガラス中に酸化物系蛍光体を分散させたものが開示されている。一方、透光性セラミックは、セラミックでありながら透光性を有し、良好な熱伝導性を有することが知られている。例えば、特許文献2には、発光容器などに用いられる透光性アルミナの製法が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, a light emitting color conversion member that converts part of blue light emitted from a blue light source into yellow light and combines it with the remaining blue light to produce white light is known. For example, Patent Document 1 discloses a material in which an oxide phosphor is dispersed in glass having a softening point higher than 500 ° C. On the other hand, it is known that a translucent ceramic is a ceramic but has translucency and good thermal conductivity. For example, Patent Document 2 discloses a method for producing translucent alumina used in a light emitting container or the like.

特許第4158012号公報Japanese Patent No. 4158012 特開2006−160595号公報JP 2006-160595 A

特許文献1,2を参照すれば、酸化物系蛍光体を分散させたガラスと透光性基板とを積層した構造体を発光色変換部材とすることが考えられる。こうすれば、前者のガラスによって青色光源から発せられる青色の光を所望の色の光に変換し、後者の透光性基板によって熱を放散することができる。   With reference to Patent Documents 1 and 2, it can be considered that a structure in which a glass in which an oxide-based phosphor is dispersed and a light-transmitting substrate are laminated is used as a luminescent color conversion member. If it carries out like this, the blue light emitted from a blue light source with the former glass can be converted into the light of a desired color, and heat can be dissipated with the latter translucent board | substrate.

ところで、ガラスには、軟化点の低いものや高いものがある。一般に、軟化点の低いガラスは、軟化点の高いガラスに比べて耐湿性が劣り、高温多湿の環境下で使用すると曇りが生じる等の不具合が発生することがある。そのため、耐湿性を考慮すれば、軟化点の高いガラスを使用するのが好ましい。その際、耐熱性の高い酸化物系蛍光体であれば、軟化点の高いガラスと混合し成形したあとその軟化点に対応した高い焼成温度で焼成したとしても、劣化するおそれはあまりない。   By the way, glass has a thing with a low softening point, and a high thing. In general, a glass having a low softening point is inferior in moisture resistance to a glass having a high softening point, and when used in a high-temperature and high-humidity environment, defects such as cloudiness may occur. Therefore, in consideration of moisture resistance, it is preferable to use a glass having a high softening point. At that time, if an oxide phosphor having high heat resistance, even if it is mixed with glass having a high softening point and molded and then fired at a high firing temperature corresponding to the softening point, there is little risk of deterioration.

しかしながら、非酸化物系蛍光体のように大気中での耐熱性の低い蛍光体を分散させたガラス層を製造する場合、その蛍光体粒子を軟化点の高いガラス粉末と混合し成形したあとその軟化点に対応した高い焼成温度で焼成すると、蛍光体が劣化してしまい、性能が十分発揮されないおそれがあった。一方、そうした耐熱性の低い蛍光体を軟化点の低いガラスと混合し成形したあとその軟化点に対応した低い焼成温度で焼成すると、蛍光体は劣化しにくいものの、軟化点の低いガラスは湿度に弱いため、高温多湿の環境下で使用すると不具合が生じるおそれがあった。   However, when manufacturing a glass layer in which a phosphor having low heat resistance in the atmosphere such as a non-oxide phosphor is dispersed, the phosphor particles are mixed with a glass powder having a high softening point and then molded. When firing at a high firing temperature corresponding to the softening point, the phosphor deteriorates, and the performance may not be sufficiently exhibited. On the other hand, when such a phosphor with low heat resistance is mixed with glass with a low softening point and then fired at a low firing temperature corresponding to the softening point, the phosphor is unlikely to deteriorate, but the glass with a low softening point is exposed to humidity. Since it is weak, there is a risk of malfunction when used in a hot and humid environment.

本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、耐熱性の低い蛍光体を含むガラス層を備えた光学部品において、耐湿性を確保しつつ、その蛍光体の性能も維持することを主目的とする。   The present invention has been made in order to solve such problems, and in an optical component having a glass layer containing a phosphor having low heat resistance, while maintaining moisture resistance, the performance of the phosphor is also maintained. The main purpose.

本発明の光学部品は、
透光性基板と、
前記透光性基板上に設けられ、第1蛍光体及び第1ガラスを含む第1層と、
前記第1層の少なくとも上面を覆うように設けられ、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含む第2層と、
を備え、
前記第1蛍光体は、前記第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて前記第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくいものである。
The optical component of the present invention is
A translucent substrate;
A first layer provided on the translucent substrate and including a first phosphor and a first glass;
A second layer including a second glass provided to cover at least the upper surface of the first layer and having a higher softening point than the first glass;
With
The first phosphor is less susceptible to deterioration when exposed to the softening point temperature of the first glass than when exposed to the softening point temperature of the second glass.

この光学部品は、透光性基板によって光源からの熱を放散することができる。また、光源から発せられる光を異なる色の光に変換することができる。また、第1層は、第2ガラスよりも軟化点の低い第1ガラスを含んでいるため、十分な耐湿性を有さないが、この第1ガラスの上面を覆っている第2層は、第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含んでいるため、十分な耐湿性を有している。そのため、光学部品としては、第2層によって十分な耐湿性が確保される。更に、第1蛍光体は、第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくい性質を持つ。そのため、第1蛍光体を第2ガラスの軟化点に対応する高い焼成温度(例えば第2ガラスの軟化点以上の温度)で焼成する場合には、第1蛍光体の性能が劣化しやすい。しかし、本発明では、第1蛍光体を第1ガラス粉末が軟化溶融する第1ガラスの軟化点に対応する低い焼成温度(例えば第1ガラスの軟化点以上第2ガラスの軟化点未満の温度、好ましくは第1蛍光体の耐熱温度以下の温度)で前もって焼成するため、第1蛍光体の性能が劣化しにくい。また、第2ガラスの焼成の際、第1ガラスの形態が粉末ではなく固形物とした状態で第2ガラスの軟化点に対応する高い温度に曝されるため、第1ガラスが熱を受ける表面積が小さくなる。そのため、第1ガラスの溶融スピードが遅くなり、第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスの焼成温度に第1蛍光体を曝しても第1蛍光体の劣化が抑えられる。更に、第1蛍光体粒子を第1ガラスで溶融して第1蛍光体を被覆するので、第1蛍光体粒子が大気と接することを効果的に防止した状態で第1ガラスの軟化点よりも高い第2ガラスの軟化点以上で焼成できる。以上のことから、本発明の光学部品によれば、耐熱性の低い蛍光体を含むガラス層を備えているものの、耐湿性を確保しつつ、その蛍光体の性能も維持するという効果が得られる。   This optical component can dissipate heat from the light source by the translucent substrate. Further, light emitted from the light source can be converted into light of a different color. Further, since the first layer includes the first glass having a softening point lower than that of the second glass, the first layer does not have sufficient moisture resistance, but the second layer covering the upper surface of the first glass is Since the second glass has a higher softening point than the first glass, it has sufficient moisture resistance. Therefore, as an optical component, sufficient moisture resistance is ensured by the second layer. Furthermore, the first phosphor has a property that it is less likely to deteriorate when exposed to the temperature of the softening point of the first glass than when exposed to the temperature of the softening point of the second glass. Therefore, when the first phosphor is fired at a high firing temperature corresponding to the softening point of the second glass (for example, a temperature equal to or higher than the softening point of the second glass), the performance of the first phosphor is likely to deteriorate. However, in the present invention, the first phosphor is subjected to a low firing temperature corresponding to the softening point of the first glass where the first glass powder softens and melts (for example, a temperature not lower than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass, Since the firing is preferably performed in advance at a temperature equal to or lower than the heat resistant temperature of the first phosphor, the performance of the first phosphor is unlikely to deteriorate. Further, when the second glass is fired, the first glass is exposed to a high temperature corresponding to the softening point of the second glass in a state where the form of the first glass is not a powder but a solid, and thus the surface area of the first glass that receives heat. Becomes smaller. Therefore, the melting speed of the first glass is slowed down, and even if the first phosphor is exposed to the firing temperature of the second glass having a higher softening point than the first glass, the deterioration of the first phosphor can be suppressed. Further, since the first phosphor particles are melted with the first glass to cover the first phosphor, the first phosphor particles are effectively prevented from coming into contact with the atmosphere, and the softening point of the first glass. It can be fired above the softening point of the high second glass. From the above, according to the optical component of the present invention, although the glass layer containing the phosphor having low heat resistance is provided, the effect of maintaining the performance of the phosphor while ensuring the moisture resistance can be obtained. .

なお、第1蛍光体の色を決めるにあたっては、光源から発せられた光が本発明の光学部品を通過したあとの色を何色にしたいかに応じて、適宜決めればよい。また、第1蛍光体は、1種類であってもよいし2種類以上であってもよく、2種類以上の場合には同じ色の蛍光体であってもよいし異なる色の蛍光体であってもよい。更に、第1層は、第1蛍光体のほかに、第1蛍光体よりも耐熱性の高い蛍光体を含んでいてもよい。その場合、耐熱性の高い蛍光体は、第1蛍光体と同じ色であってもよいし異なる色であってもよい。   In determining the color of the first phosphor, the color after the light emitted from the light source passes through the optical component of the present invention may be determined as appropriate. Further, the first phosphor may be one type or two or more types, and in the case of two or more types, the same color phosphors or different color phosphors may be used. May be. Further, the first layer may contain a phosphor having higher heat resistance than the first phosphor in addition to the first phosphor. In that case, the phosphor with high heat resistance may be the same color as the first phosphor or a different color.

本発明の光学部品において、第1蛍光体は、耐熱温度が前記第1ガラスの軟化点より高く前記第2ガラスの軟化点より低いものとしてもよい。本明細書で、蛍光体の耐熱温度とは、熱処理後の蛍光体の内部量子効率が熱処理前の蛍光体の内部量子効率に比べて40%以上低下しない最高温度をいう。   In the optical component of the present invention, the first phosphor may have a heat resistant temperature higher than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass. In this specification, the heat resistant temperature of the phosphor refers to a maximum temperature at which the internal quantum efficiency of the phosphor after the heat treatment does not decrease by 40% or more compared to the internal quantum efficiency of the phosphor before the heat treatment.

本発明の光学部品において、前記第1蛍光体は、非酸化物系蛍光体であってもよいし、窒化物系蛍光体であってもよい。一般に、非酸化物系蛍光体や窒化物系蛍光体は酸化物系蛍光体に比べて大気中での耐熱性が低い。そのため、第1蛍光体として非酸化物系蛍光体や窒化物系蛍光体を含んだ蛍光体を用いる場合には、本発明の構成を採用する意義が高い。   In the optical component of the present invention, the first phosphor may be a non-oxide phosphor or a nitride phosphor. In general, non-oxide phosphors and nitride phosphors have lower heat resistance in the atmosphere than oxide phosphors. Therefore, when a phosphor containing a non-oxide phosphor or a nitride phosphor is used as the first phosphor, it is highly significant to adopt the configuration of the present invention.

本発明の光学部品において、前記第2層は、前記第1蛍光体よりも耐熱性の高い第2蛍光体を含んでいてもよい。こうすれば、光学部品を通過したあとの光の色の設計自由度が高まる。第2層は、軟化点が第1ガラスよりも高い第2ガラスを含んでいるため、第2蛍光体は第2ガラスの軟化点に対応する高い焼成温度で焼成されるが、第2蛍光体は耐熱性が高いため、性能が劣化しにくい。こうした第2蛍光体として、酸化物系蛍光体を使用してもよい。   In the optical component of the present invention, the second layer may include a second phosphor having higher heat resistance than the first phosphor. This increases the degree of freedom in designing the color of light after passing through the optical component. Since the second layer includes the second glass having a softening point higher than that of the first glass, the second phosphor is fired at a high firing temperature corresponding to the softening point of the second glass. Has high heat resistance, so its performance is unlikely to deteriorate. As such a second phosphor, an oxide-based phosphor may be used.

本発明の光学部品において、前記第2層は、前記第1層の上面及び側面を被覆していてもよい。こうすれば、第1層の上面のみならず側面も外部に露出しないため、光学部品の耐湿性が一層向上する。   In the optical component of the present invention, the second layer may cover the upper surface and side surfaces of the first layer. By so doing, not only the top surface of the first layer but also the side surfaces are not exposed to the outside, so the moisture resistance of the optical component is further improved.

本発明の光学部品は、前記透光性基板と前記第2層との間で前記第1層の周囲を取り囲むように設けられ、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第3ガラスを含む第3層を備えていてもよい。こうすれば、第1層の上面のみならず側面も外部に露出しないため、光学部品の耐湿性が一層向上する。このような第3層は、第1蛍光体を含んでいてもよい。こうすれば、透光性基板上の第1層にのみ第1蛍光体が含まれている場合に比べて、第1層及び第3層に第1蛍光体が含まれているため、広範囲にわたって光源からの色を変換することができる。この場合、第1〜第3ガラスの軟化点T1〜T3は、T1<T3≦T2の関係にあることが好ましい。例えば、T1は300〜800℃、T2,T3は500〜1000℃としてもよい。   An optical component according to the present invention includes a third glass that is provided between the translucent substrate and the second layer so as to surround the periphery of the first layer and has a softening point higher than that of the first glass. Three layers may be provided. By so doing, not only the top surface of the first layer but also the side surfaces are not exposed to the outside, so the moisture resistance of the optical component is further improved. Such a third layer may contain a first phosphor. In this case, since the first phosphor is contained in the first layer and the third layer as compared with the case where the first phosphor is contained only in the first layer on the light-transmitting substrate, The color from the light source can be converted. In this case, the softening points T1 to T3 of the first to third glasses are preferably in a relationship of T1 <T3 ≦ T2. For example, T1 may be 300 to 800 ° C, and T2 and T3 may be 500 to 1000 ° C.

本発明の光学部品において、前記ガラスが白色のガラス粉末の焼き付けにより形成されていてもよい。白色ガラス粉末は気泡を含んでおり、これを焼き付けた際には、ガラスに気孔が残留する可能性が高くなり、光の分散効果や各層間に発生する熱歪に基づく熱応力を低減する効果がある。   In the optical component of the present invention, the glass may be formed by baking white glass powder. White glass powder contains bubbles, and when this is baked, there is a high possibility that pores will remain in the glass, and the effect of reducing thermal stress due to light dispersion effects and thermal strain generated between each layer There is.

本発明の光学部品の製法は、
(a)第1蛍光体と第1ガラスとを含む第1ペーストを透光性基板上に塗布し、前記第1ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第1ペーストを焼成して第1層とする工程と、
(b)前記第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含む第2ペーストを第1層の少なくとも上面を覆うように塗布し、前記第2ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第2ペーストを焼成して第2層とする工程と、
を含み、
前記第1蛍光体として、前記第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて前記第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくい蛍光体を用いるものである。
The manufacturing method of the optical component of the present invention is as follows:
(A) A first paste containing a first phosphor and a first glass is coated on a light-transmitting substrate, and the first paste is fired at a firing temperature corresponding to the softening point of the first glass. A layering process;
(B) applying a second paste containing a second glass having a softening point higher than that of the first glass so as to cover at least the upper surface of the first layer, and at a firing temperature corresponding to the softening point of the second glass; Baking the two pastes into a second layer;
Including
As the first phosphor, a phosphor that is less likely to deteriorate when exposed to the softening point temperature of the first glass than when exposed to the softening point temperature of the second glass is used. is there.

この光学部品の製法によれば、上述した光学部品を比較的簡単に製造することができる。また、この製法の工程(b)では、第1蛍光体を含む第1層も、第2ガラスの軟化点に対応する焼成温度(第1ガラスの軟化点に対応する焼成温度よりも高温)で処理される。しかし、第1蛍光体は第1層中に閉じ込められているため、高温下の大気雰囲気の影響が及びにくい。更に、第1蛍光体粒子を第1ガラス内で溶融して大気と接することを効果的に防止した状態としているため、第1蛍光体粒子が第2ガラスの熱処理温度におかれた時にも大気との接触を効果的に防止できる。そのため、工程(b)終了後も、第1層中に含まれる第1蛍光体はほとんどダメージを受けない。   According to this method for manufacturing an optical component, the above-described optical component can be manufactured relatively easily. Further, in step (b) of this production method, the first layer containing the first phosphor is also fired at a firing temperature corresponding to the softening point of the second glass (higher than the firing temperature corresponding to the softening point of the first glass). It is processed. However, since the first phosphor is confined in the first layer, it is difficult to be affected by the atmospheric atmosphere at a high temperature. Further, since the first phosphor particles are effectively prevented from being melted in the first glass and coming into contact with the atmosphere, the atmosphere is maintained even when the first phosphor particles are subjected to the heat treatment temperature of the second glass. Can be effectively prevented. Therefore, even after the end of the step (b), the first phosphor contained in the first layer is hardly damaged.

本発明の光学部品の製法において、第1蛍光体は、耐熱温度が第1ガラスの軟化点より高く第2ガラスの軟化点より低いものであってもよく、また、非酸化物系蛍光体であってもよい。一般に、非酸化物系蛍光体は酸化物系蛍光体に比べて耐熱性が低いため、第1蛍光体として非酸化物系蛍光体を用いる場合には本発明の製法を採用する意義が高い。また、第2ペーストは、第1蛍光体よりも耐熱性の高い第2蛍光体(例えば酸化物系蛍光体)を含んでいてもよい。こうすれば、光学部品を通過したあとの光の色の設計自由度が高まる。更に、第2層形成工程では、第2ペーストを第1層の上面及び側面を覆うように塗布してもよい。こうすれば、第1層の上面のみならず側面も外部に露出しないため、光学部品の耐湿性が一層向上する。   In the method for producing an optical component of the present invention, the first phosphor may have a heat resistant temperature higher than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass, and is a non-oxide phosphor. There may be. In general, since non-oxide phosphors have lower heat resistance than oxide phosphors, it is highly meaningful to employ the production method of the present invention when a non-oxide phosphor is used as the first phosphor. Further, the second paste may contain a second phosphor (for example, an oxide-based phosphor) having higher heat resistance than the first phosphor. This increases the degree of freedom in designing the color of light after passing through the optical component. Further, in the second layer forming step, the second paste may be applied so as to cover the upper surface and side surfaces of the first layer. By so doing, not only the top surface of the first layer but also the side surfaces are not exposed to the outside, so that the moisture resistance of the optical component is further improved.

本発明の光学部品の製法において、前記工程(a)のあと、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第3ガラスを含む第3ペーストを前記透光性基板上であって前記第1層の側面を覆うように塗布し、前記第3ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第3ペーストを焼成して第3層とする第3層形成工程を行い、その後、前記工程(b)を実施して前記第2層が前記第1層及び前記第3層の上面を覆うように形成してもよい。こうすれば、第1層の側面も外部に露出することなく第3層によって被覆されるため、光学部品の耐湿性が一層向上する。このような第3層は、第1蛍光体を含んでいてもよい。こうすれば、透光性基板上の第1層にのみ第1蛍光体が含まれている場合に比べて、第1層及び第3層に第1蛍光体が含まれているため、広範囲にわたって光源からの色を変換することができる。この場合、第1蛍光体は、第3ガラスの軟化点に対応する第1ガラスの軟化点に比べて高い焼成温度で焼成されるため第1層の中の第1蛍光体より性能が劣化するが、第3層の関わる発光面積を第1層に比べて小さく設計すればその影響は限定的である。なお、第3ガラスは、第2ガラスと同じであってもよい。   In the method for producing an optical component of the present invention, after the step (a), a third paste containing a third glass having a softening point higher than that of the first glass is formed on the light-transmitting substrate, A third layer forming step is performed in which the third paste is baked at a baking temperature corresponding to the softening point of the third glass to form a third layer, and then the step (b) is performed. The second layer may be formed so as to cover the upper surfaces of the first layer and the third layer. By so doing, the side surface of the first layer is also covered with the third layer without being exposed to the outside, so that the moisture resistance of the optical component is further improved. Such a third layer may contain a first phosphor. In this case, since the first phosphor is contained in the first layer and the third layer as compared with the case where the first phosphor is contained only in the first layer on the light-transmitting substrate, The color from the light source can be converted. In this case, since the first phosphor is fired at a firing temperature higher than the softening point of the first glass corresponding to the softening point of the third glass, the performance is deteriorated compared to the first phosphor in the first layer. However, if the light emitting area related to the third layer is designed to be smaller than that of the first layer, the influence is limited. Note that the third glass may be the same as the second glass.

第1実施形態の光学部品10の断面図。A sectional view of optical component 10 of a 1st embodiment. 第2実施形態の光学部品20の断面図。Sectional drawing of the optical component 20 of 2nd Embodiment. 第3実施形態の光学部品30の断面図。Sectional drawing of the optical component 30 of 3rd Embodiment. 第4実施形態の光学部品40の断面図。Sectional drawing of the optical component 40 of 4th Embodiment. 比較例1の光学部品50の断面図。Sectional drawing of the optical component 50 of the comparative example 1. FIG. 試料の色度を測定する装置の構成図。The block diagram of the apparatus which measures chromaticity of a sample.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態の光学部品10の断面図である。光学部品10は、透光性基板12と、第1層14と、第2層16とを備えている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view of the optical component 10 of the first embodiment. The optical component 10 includes a translucent substrate 12, a first layer 14, and a second layer 16.

透光性基板12は、透光性セラミック材料で製造された基板である。透光性基板12の厚みは、例えば0.01mm以上5mm以下であることが好ましい。透光性基板12の気孔率は、内部にごく少量、たとえば体積で1ppm〜1000ppmの気孔を含有することが好ましい。透光性セラミック材料の種類は、特に限定されず、例えば、アルミナ、窒化アルミニウム、YAG、Si34、石英、サファイア、硬質ガラス(例えばパイレックス(登録商標))などが挙げられるが、このうち透光性アルミナが好ましい。透光性アルミナの結晶の平均粒子径は0.5〜50μmが好ましい。 The translucent substrate 12 is a substrate made of a translucent ceramic material. The thickness of the translucent substrate 12 is preferably 0.01 mm or more and 5 mm or less, for example. The light-transmitting substrate 12 preferably contains a very small amount of pores inside, for example, 1 ppm to 1000 ppm by volume. The kind of the translucent ceramic material is not particularly limited, and examples thereof include alumina, aluminum nitride, YAG, Si 3 N 4 , quartz, sapphire, and hard glass (for example, Pyrex (registered trademark)). Translucent alumina is preferred. The average particle diameter of the translucent alumina crystal is preferably 0.5 to 50 μm.

第1層14は、第1蛍光体及び第1ガラスを含むものであり、透光性基板12の上面の全面を覆うように設けられている。第2層16は、第1ガラスよりも軟化点及び耐湿性が高い第2ガラスからなり、第1層14の上面全てを覆うように設けられている。第1蛍光体は、第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくいものである。この第1蛍光体の耐熱温度は、第1ガラスの軟化点よりも高く、第2ガラスの軟化点より低い。第1層14及び第2層16の厚みは5〜500μmが好ましい。蛍光体粒子の平均粒子径は、50μm以下が好ましく、2〜30μmであることがより好ましく、5〜30μmであることがさらに好ましい。   The first layer 14 includes the first phosphor and the first glass, and is provided so as to cover the entire upper surface of the translucent substrate 12. The second layer 16 is made of a second glass having a softening point and moisture resistance higher than those of the first glass, and is provided so as to cover the entire upper surface of the first layer 14. The first phosphor is less susceptible to degradation when exposed to the temperature of the softening point of the first glass than when exposed to the temperature of the softening point of the second glass. The heat resistant temperature of the first phosphor is higher than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass. The thickness of the first layer 14 and the second layer 16 is preferably 5 to 500 μm. The average particle diameter of the phosphor particles is preferably 50 μm or less, more preferably 2 to 30 μm, and even more preferably 5 to 30 μm.

次に、光学部品10の使用例について説明する。光学部品10は、光源から発せられる光(光源光)の一部を別の色の光に変換し、変換後の光と残部の光源光とを合成して所望の色の光とすることができる。この場合、例えば、光学部品10の透光性基板12側に光源を配置してもよいし、光学部品10の第2層16側に光源を配置してもよい。前者の場合、第1蛍光体への光源光の拡散が増える。後者の場合、第1蛍光体で別の色に変換された光と光源光とが混合した光の拡散が増え、また、光学部品で発する熱を透光性基板12によって効率よく放散することができる。第1層14は、第1蛍光体以外に別の蛍光体を含んでいてもよい。別の蛍光体としては、例えば、酸化物系蛍光体を使用してもよいし、非酸化物系蛍光体を使用してもよい。別の蛍光体は、第1層14に含ませる代わりに第2層16に含ませてもよい。複数種類の蛍光体を用いる場合には、光源光が光学部品10を通過したあと所望の色の光になるように蛍光体を選択すればよい。   Next, a usage example of the optical component 10 will be described. The optical component 10 converts a part of light (light source light) emitted from the light source into light of another color, and combines the converted light and the remaining light source light to obtain light of a desired color. it can. In this case, for example, a light source may be disposed on the light transmissive substrate 12 side of the optical component 10, or a light source may be disposed on the second layer 16 side of the optical component 10. In the former case, the diffusion of the light source light to the first phosphor increases. In the latter case, the diffusion of the light mixed with the light converted into the different color by the first phosphor and the light source light is increased, and the heat generated by the optical component can be efficiently dissipated by the translucent substrate 12. it can. The first layer 14 may include another phosphor in addition to the first phosphor. As another phosphor, for example, an oxide phosphor or a non-oxide phosphor may be used. Another phosphor may be included in the second layer 16 instead of being included in the first layer 14. When a plurality of types of phosphors are used, the phosphors may be selected so that the light source light becomes light of a desired color after passing through the optical component 10.

光源としては、青色に限定されず、緑、赤色であってもよいが、青色LEDを用いる場合、光学部品10は、青色LEDから発せられる青色光の一部を別の色の光に変換し、残部の青色光と合成して白色光となるように蛍光体を選択してもよい。この場合、蛍光体としては、青色LED励起用蛍光体を使用する。青色LED励起用蛍光体には、酸化物系蛍光体と非酸化物系蛍光体とが存在する。それぞれの代表例を色ごとに以下に示す。   The light source is not limited to blue, but may be green or red. However, when a blue LED is used, the optical component 10 converts part of the blue light emitted from the blue LED into light of another color. Alternatively, the phosphor may be selected so as to be combined with the remaining blue light to become white light. In this case, a blue LED excitation phosphor is used as the phosphor. Blue LED excitation phosphors include oxide phosphors and non-oxide phosphors. Each representative example is shown below for each color.

・酸化物系蛍光体
黄色 (Y,Gd)3Al512:Ce3+
Tb3Al512:Ce3+
赤色 (Sr,Ba)3SiO5:Eu2+
緑色 Y3(Al,Ga)512:Ce3+
(Ba,Sr)2SiO4:Eu2+
・非酸化物系蛍光体
黄色 CaGa24:Eu2+
Ca−α−Sialon:Eu2+
赤色 (Sr,Ca)S:Eu2+
(Ca,Sr)2Si58:Eu2+
緑色 SrGa24:Eu2+
β−Sialon:Eu2+
・ Oxide-based phosphor Yellow (Y, Gd) 3 Al 5 O 12 : Ce 3+
Tb 3 Al 5 O 12 : Ce 3+
Red (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu 2+
Green Y 3 (Al, Ga) 5 O 12 : Ce 3+
(Ba, Sr) 2 SiO 4 : Eu 2+
・ Non-oxide phosphor Yellow CaGa 2 S 4 : Eu 2+
Ca-α-Sialon: Eu 2+
Red (Sr, Ca) S: Eu 2+
(Ca, Sr) 2 Si 5 N 8 : Eu 2+
Green SrGa 2 S 4 : Eu 2+
β-Sialon: Eu 2+

第1層14中の第1蛍光体は、例えば、上述した非酸化物系蛍光体の中から選択すればよい。第1層14中に第1蛍光体以外の別の蛍光体を含める場合(つまり蛍光体を混ぜる場合)には、例えば、上述した酸化物系蛍光体の中から選択してもよいし、非酸化物系蛍光体の中から選択してもよい。このように蛍光体を混ぜる場合、赤色蛍光体と緑色蛍光体と光源から発せられる青色とを混ぜて白色にしてもよいし、黄色蛍光体と光源から発せられる青色とを混ぜて白色にしてもよい。前者の方が、後者に比べて、演色性が高く(つまり青みよりも赤みがある)、色再現範囲が広くなる(つまり含まれる波長範囲が広くなる)ため、好ましい。第1層14中の第1蛍光体の量を調整すれば、光源と第1蛍光体とによって決まる発光色を任意に変化させることができる。光源として青色を例示したが、赤色や緑色の光源を使う場合にも各光源に適した蛍光体を選択するのが好ましい。   What is necessary is just to select the 1st fluorescent substance in the 1st layer 14 from the non-oxide type fluorescent substance mentioned above, for example. When another phosphor other than the first phosphor is included in the first layer 14 (that is, when phosphors are mixed), for example, it may be selected from the oxide phosphors described above, You may select from oxide type fluorescent substance. When the phosphors are mixed in this way, the red phosphor, the green phosphor, and the blue light emitted from the light source may be mixed to make white, or the yellow phosphor and the blue light emitted from the light source may be mixed to make white. Good. The former is more preferable than the latter because it has higher color rendering (that is, more red than blue) and a wider color reproduction range (that is, a wider wavelength range is included). By adjusting the amount of the first phosphor in the first layer 14, the emission color determined by the light source and the first phosphor can be arbitrarily changed. Although blue is exemplified as the light source, it is preferable to select a phosphor suitable for each light source even when a red or green light source is used.

また、第1ガラスとして使用可能な軟化点の低いガラスと、第2ガラスとして使用可能な軟化点の高いガラスの代表例を、その軟化点Tsと共に以下に示す。なお、以下の例では、Tsが600℃以下のガラスを軟化点の低いガラスとし、Tsが700℃以上のガラスを軟化点の高いガラスとした。ガラスは軟化点を低くするため鉛酸化物を含んでいてもよいが、環境問題を考えると含まない方が好ましい。また、ガラスは無色透明が好ましいが、光学設計上問題なければ有色透明、更に、大きさによっては、透明でなくて結晶質を含んでいても利用可能である。   Moreover, the typical example of the glass with a low softening point which can be used as 1st glass and the glass with a high softening point which can be used as 2nd glass is shown below with the softening point Ts. In the following examples, a glass having a Ts of 600 ° C. or lower is a glass having a low softening point, and a glass having a Ts of 700 ° C. or higher is a glass having a high softening point. The glass may contain lead oxide in order to lower the softening point, but it is preferable not to include it in consideration of environmental problems. The glass is preferably colorless and transparent. However, if there is no problem in optical design, the glass can be colored and transparent. Depending on the size, the glass can be used even if it is not transparent and contains a crystalline material.

・軟化点の低いガラス
Zn−B−Si−Na−O(Ts=560℃)
P−Sr−O(Ts=344℃)
Pb−B−Zn−Al−Si−O(Ts=445℃)
・軟化点の高いガラス
Ca−Ba−Si−O(Ts=850℃)
Ba−B−Al−Si−O(Ts=783℃)
B−Si−O(Ts=762℃)
なお、先ほど例示列挙した酸化物蛍光体は、ここに挙げた軟化点の高いガラスの軟化点以上の耐熱性を有する。また、先ほど例示列挙した非酸化物蛍光体は、ここに挙げた軟化点の低いガラスの軟化点以上、ここに挙げた軟化点の高いガラスの軟化点未満の耐熱性を有する。
-Glass with a low softening point Zn-B-Si-Na-O (Ts = 560 ° C.)
P—Sr—O (Ts = 344 ° C.)
Pb—B—Zn—Al—Si—O (Ts = 445 ° C.)
・ Glass with a high softening point Ca—Ba—Si—O (Ts = 850 ° C.)
Ba—B—Al—Si—O (Ts = 783 ° C.)
B-Si-O (Ts = 762 ° C)
The oxide phosphors enumerated above have heat resistance equal to or higher than the softening point of the glass having a high softening point mentioned here. In addition, the non-oxide phosphors enumerated above have heat resistance equal to or higher than the softening point of the glass having a low softening point and less than the softening point of the glass having a high softening point.

次に、光学部品10の製法について説明する。まず、第1蛍光体と第1ガラスとを含む第1ペーストを透光性基板12上に塗布し、第1ガラスの軟化点に対応する焼成温度で第1ペーストを焼成して第1層14とする(工程(a))。次に、第2ガラスを含む第2ペーストを第1層14の上面を覆うように塗布し、第2ガラスの軟化点に対応する焼成温度で第2ペーストを焼成して第2層16とし、光学部品10を得る(工程(b))。   Next, the manufacturing method of the optical component 10 is demonstrated. First, a first paste containing a first phosphor and a first glass is applied onto the light-transmitting substrate 12, and the first paste is fired at a firing temperature corresponding to the softening point of the first glass. (Step (a)). Next, a second paste containing the second glass is applied so as to cover the upper surface of the first layer 14, and the second paste is fired at a firing temperature corresponding to the softening point of the second glass to form the second layer 16. The optical component 10 is obtained (step (b)).

ここで、工程(a)の焼成温度は、例えば、第1ガラスの軟化点よりも0〜200℃高い温度としてもよい。第1蛍光体は、耐熱温度が工程(a)の焼成温度以上であることが好ましい。但し、耐熱温度が工程(a)の焼成温度未満の第1蛍光体を用いる場合には、焼成処理を短時間で済ませるようにすれば、第1蛍光体の性能劣化を最小限に抑えることができる。また、工程(b)の焼成温度は、例えば、第2ガラスの軟化点よりも0〜200℃高い温度とすればよい。各工程の焼成処理は、熱履歴(焼成温度と焼成時間との積とほぼ同じ)ができるだけ小さくなるように実施するのが好ましい。各工程の焼成時間は、焼成温度や耐熱温度に応じて適宜設定すればよいが、熱履歴を小さくすることを考慮すると、焼成温度が高いほど短くなるように設定するのが好ましい。また、昇温速度や降温速度は、大きい方が好ましい。使用する炉は、単独炉を利用してもよいが、ベルト炉(異なる温度設定が可能な複数のゾーンを備えた連続炉において、処理対象物を載せたベルトにより各ゾーンを移動させるもの)を利用してもよい。ベルト炉を利用すれば、昇温、降温に要する時間が短くなるため、好ましい。第1ガラスの軟化点T1と第2ガラスの軟化点T2との関係は、T2>T1であればよいが、100℃≦T2−T1≦500℃であることが好ましく、200℃≦T2−T1≦400℃であることがより好ましい。例えば、T1を300〜800℃、T2を500〜1000℃としてもよい。工程(b)では、第1層14を再度加熱することになるため、第1層14の再加熱によって変化する特性を見込んで全体の発光に関する設計を行うのが好ましい。例えば、第1層14を再加熱したときに第1層の中のガラスの結晶化や気泡の発生等を伴う場合はその特性を見込んで全体の発光に関する設計を行うのが好ましい。   Here, the firing temperature of the step (a) may be, for example, 0 to 200 ° C. higher than the softening point of the first glass. The first phosphor preferably has a heat resistant temperature equal to or higher than the firing temperature in the step (a). However, in the case of using the first phosphor whose heat-resistant temperature is lower than the firing temperature in the step (a), if the firing process is completed in a short time, the performance deterioration of the first phosphor can be minimized. it can. Moreover, what is necessary is just to make the calcination temperature of a process (b) 0-200 degreeC higher than the softening point of 2nd glass, for example. The firing treatment in each step is preferably performed so that the thermal history (approximately the same as the product of the firing temperature and the firing time) is as small as possible. The firing time for each step may be appropriately set according to the firing temperature and the heat-resistant temperature, but it is preferable to set the firing time to be shorter as the firing temperature is higher in consideration of reducing the thermal history. Moreover, the one where the temperature increase rate and temperature decrease rate are larger is preferable. The furnace to be used may be a single furnace, but a belt furnace (in a continuous furnace having a plurality of zones in which different temperatures can be set, each zone is moved by a belt carrying a processing object). May be used. Use of a belt furnace is preferable because the time required for temperature increase and decrease is shortened. The relationship between the softening point T1 of the first glass and the softening point T2 of the second glass may be T2> T1, but preferably 100 ° C. ≦ T2-T1 ≦ 500 ° C., and 200 ° C. ≦ T2-T1. More preferably, ≦ 400 ° C. For example, T1 may be 300 to 800 ° C. and T2 may be 500 to 1000 ° C. In the step (b), since the first layer 14 is heated again, it is preferable to design the entire light emission in consideration of characteristics that change due to reheating of the first layer 14. For example, when recrystallization of the first layer 14 is accompanied by crystallization of glass in the first layer or generation of bubbles, it is preferable to design the entire light emission in consideration of the characteristics.

工程(a)において、蛍光体とガラスの体積比率(各成分体積=各成分重量/比重)は、蛍光体/ガラス=95/5〜5/95であることが好ましい。光源光量に依存するが、所定の波長を得るために必要な蛍光体の量はほぼ一定の値になるため、例えば第1層14の厚みは、蛍光体/ガラスの値が小さければ厚くし、蛍光体/ガラスの値が大きければ薄くすればよい。蛍光体/ガラスの体積比でガラスが5より小さくなると蛍光体粒子を効果的に透光性基板に結着させることが困難になり、95より大きくなると蛍光体層の厚みが大きくなり膜の形成が困難になる。蛍光体/ガラスの体積比率は90/10〜30/70であることが更に好ましい。   In the step (a), the volume ratio of phosphor to glass (each component volume = each component weight / specific gravity) is preferably phosphor / glass = 95/5 to 5/95. Although it depends on the amount of light source, the amount of phosphor necessary to obtain a predetermined wavelength is a substantially constant value. For example, the thickness of the first layer 14 is increased if the value of phosphor / glass is small, If the value of phosphor / glass is large, it may be thinned. When the glass is smaller than 5 by the phosphor / glass volume ratio, it becomes difficult to effectively bind the phosphor particles to the translucent substrate. When the glass is larger than 95, the thickness of the phosphor layer is increased and the film is formed. Becomes difficult. More preferably, the phosphor / glass volume ratio is 90/10 to 30/70.

以上詳述した光学部品10によれば、透光性基板12によって光源からの熱を放散することができる。また、光源から発せられる光を異なる色の光に変換することができる。また、第1層14は、第2ガラスよりも軟化点の低い第1ガラスを含んでいるため、十分な耐湿性を有さないが、この第1ガラスの上面を覆っている第2層16は、第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含んでいるため、十分な耐湿性を有している。そのため、光学部品10としては、第2層によって十分な耐湿性が確保される。更に、第1蛍光体は、第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくい性質を持つ。そのため、第1蛍光体は、第2ガラスの軟化点に対応する高い焼成温度で焼成される場合には性能が劣化しやすいが、ここでは第1ガラスの軟化点に対応する低い焼成温度で焼成されるため、性能が劣化しにくい。更に、第1ガラスが溶融したガラス層に第1蛍光体粒子が分散した状態で、第1蛍光体粒子が第2ガラスの熱処理温度におかれた時にも大気との接触を効果的に防止できるものである。したがって、光学部品10は、耐熱性の低い蛍光体を含む第1層14を備えているものの、耐湿性を確保しつつ、蛍光体の性能も維持することができる。   According to the optical component 10 described in detail above, heat from the light source can be dissipated by the translucent substrate 12. Further, light emitted from the light source can be converted into light of a different color. The first layer 14 includes the first glass having a softening point lower than that of the second glass. Therefore, the first layer 14 does not have sufficient moisture resistance, but the second layer 16 covers the upper surface of the first glass. Since the second glass has a softening point higher than that of the first glass, it has sufficient moisture resistance. Therefore, as the optical component 10, sufficient moisture resistance is ensured by the second layer. Furthermore, the first phosphor has a property that it is less likely to deteriorate when exposed to the temperature of the softening point of the first glass than when exposed to the temperature of the softening point of the second glass. Therefore, when the first phosphor is fired at a high firing temperature corresponding to the softening point of the second glass, the performance is likely to deteriorate, but here, the first phosphor is fired at a low firing temperature corresponding to the softening point of the first glass. Therefore, the performance is not easily deteriorated. Further, when the first phosphor particles are dispersed in the glass layer in which the first glass is melted, contact with the atmosphere can be effectively prevented even when the first phosphor particles are subjected to the heat treatment temperature of the second glass. Is. Therefore, although the optical component 10 includes the first layer 14 including a phosphor having low heat resistance, the performance of the phosphor can be maintained while ensuring moisture resistance.

[第2実施形態]
図2は、第2実施形態の光学部品20の断面図である。光学部品20は、透光性基板22と、第1層24と、第2層26とを備えている。この光学部品20は、第1実施形態の光学部品10と比べて、第1層24が透光性基板22の上面の全面ではなく外周縁を除く面を覆っており、第2層26は、第1層24の上面及び側面を覆っている点で相違しているが、その他は光学部品10と同じである。
[Second Embodiment]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the optical component 20 of the second embodiment. The optical component 20 includes a translucent substrate 22, a first layer 24, and a second layer 26. In the optical component 20, compared to the optical component 10 of the first embodiment, the first layer 24 covers not the entire upper surface of the translucent substrate 22 but the outer peripheral edge, and the second layer 26 includes: The difference is that it covers the upper surface and the side surface of the first layer 24, but the rest is the same as the optical component 10.

以上説明した光学部品20も、光学部品10と同様、耐熱性の低い蛍光体を含む第1層24を備えているものの、耐湿性を確保しつつ、蛍光体の性能も維持できる。また、光学部品10は、第1層14の側面が外部に露出していたのに対して、光学部品20は、第1層24の側面も外部に露出していないため耐湿性が一層向上する。   Although the optical component 20 described above includes the first layer 24 including the phosphor having low heat resistance, like the optical component 10, the performance of the phosphor can be maintained while ensuring the moisture resistance. Further, while the optical component 10 has the side surface of the first layer 14 exposed to the outside, the optical component 20 has further improved moisture resistance because the side surface of the first layer 24 is not exposed to the outside. .

[第3実施形態]
図3は、第3実施形態の光学部品30の断面図である。光学部品30は、透光性基板32と、第1層34と、第2層36と、第3層38とを備えている。この光学部品30は、第1実施形態の光学部品10と比べて、透光性基板32の上面のうち、外周縁を除く面は第1層34で、外周縁は環状の第3層38で覆われている点や、第2層36が第1層34及び第3層38の上面を覆っている点で相違しているが、その他は光学部品10と同じである。第3層38は、第1ガラスよりも軟化点の高い第3ガラス(第2ガラスと同じ材料でもよい)と第1蛍光体とを含む層である。
[Third Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view of the optical component 30 of the third embodiment. The optical component 30 includes a translucent substrate 32, a first layer 34, a second layer 36, and a third layer 38. Compared with the optical component 10 of the first embodiment, the optical component 30 includes a first layer 34 on the upper surface of the translucent substrate 32 except the outer peripheral edge, and an annular third layer 38 on the outer peripheral edge. The second embodiment is the same as the optical component 10 except that it is covered and the second layer 36 covers the top surfaces of the first layer 34 and the third layer 38. The third layer 38 is a layer including a third glass (which may be the same material as the second glass) having a softening point higher than that of the first glass and the first phosphor.

この光学部品30の製法について説明する。まず、第1実施形態の工程(a)と同様にして、透光性基板32の上面のうち外周縁を除く部分に第1層34を形成する。次に、第3ガラスと第1蛍光体とを含む第3ペーストを透光性基板32の上面のうちの外周縁に第1層34の側面を覆うように塗布し、第3ガラスの軟化点に対応する焼成温度で第3ペーストを焼成して第3層38を形成する。このときの焼成温度は、第3ガラスの軟化点よりも0〜200℃高い温度である。その後、第1実施形態の工程(b)を実施して第2層36が第1層34及び第3層38の上面を覆うように第2層36を形成する。尚、第3層38の焼成は、第1層34を焼成した後、第2層36の焼成と同時に行ってもよいし、第2層36の前に第1層の焼成温度〜第2層の焼成温度の間で焼成しておいてもよい。   A method for manufacturing the optical component 30 will be described. First, in the same manner as in step (a) of the first embodiment, the first layer 34 is formed on the upper surface of the translucent substrate 32 except for the outer peripheral edge. Next, a third paste containing the third glass and the first phosphor is applied to the outer peripheral edge of the upper surface of the translucent substrate 32 so as to cover the side surface of the first layer 34, and the softening point of the third glass. The third paste is fired at a firing temperature corresponding to the above to form the third layer 38. The firing temperature at this time is 0 to 200 ° C. higher than the softening point of the third glass. Thereafter, the step (b) of the first embodiment is performed to form the second layer 36 so that the second layer 36 covers the upper surfaces of the first layer 34 and the third layer 38. The third layer 38 may be fired at the same time as the second layer 36 after the first layer 34 is fired, or before the second layer 36, the firing temperature of the first layer to the second layer. You may bake between these baking temperatures.

以上説明した光学部品30も、光学部品10と同様、耐熱性の低い蛍光体を含む第1層34を備えているものの、耐湿性を確保しつつ、蛍光体の性能も維持できる。また、光学部品10は、第1層14の側面が外部に露出していたのに対して、光学部品30は、第1層34の側面も外部に露出していないため耐湿性が一層向上する。また、第1層34のみに第1蛍光体が含まれている場合に比べて、第1層34及び第3層38に第1蛍光体が含まれているため、広範囲にわたって光源からの色を変換することができる。   Although the optical component 30 described above includes the first layer 34 including a phosphor having low heat resistance, like the optical component 10, the performance of the phosphor can be maintained while ensuring moisture resistance. Further, in the optical component 10, the side surface of the first layer 14 is exposed to the outside, whereas in the optical component 30, the side surface of the first layer 34 is not exposed to the outside, so that the moisture resistance is further improved. . In addition, since the first phosphor is included in the first layer 34 and the third layer 38 as compared with the case where the first phosphor is included only in the first layer 34, the color from the light source can be changed over a wide range. Can be converted.

なお、光学部品30の第3層38は、蛍光体を含まないもの、すなわち第3ガラスのみから形成された層としてもよい。この場合には、光源からの色を変換できるのは第1層34のみとなるが、第1層34の側面は外部に露出していないため、光学部品10と比べて耐湿性が一層向上する。   The third layer 38 of the optical component 30 may be a layer that does not contain a phosphor, that is, a layer formed only from the third glass. In this case, only the first layer 34 can convert the color from the light source, but since the side surface of the first layer 34 is not exposed to the outside, the moisture resistance is further improved as compared with the optical component 10. .

[第4実施形態]
図4は、第4実施形態の光学部品40の断面図である。光学部品40は、透光性基板42と、第1層44と、第2層46とを備えている。この光学部品40は、第2実施形態の光学部品20と比べて、第1蛍光体よりも耐熱性の高い第2蛍光体が第2層46に含まれている点で相違しているが、その他は光学部品20と同じである。第2蛍光体は、第2ガラスの軟化点に対応する高い焼成温度で焼成されるが、耐熱性が高いため、性能が劣化しにくい。こうした第2蛍光体として、酸化物系蛍光体を使用してもよい。第2蛍光体の耐熱温度は、第2ガラスの軟化点よりも高いことが好ましく、上述した工程(b)の焼成温度よりも高いことがより好ましい。
[Fourth Embodiment]
FIG. 4 is a cross-sectional view of the optical component 40 of the fourth embodiment. The optical component 40 includes a translucent substrate 42, a first layer 44, and a second layer 46. The optical component 40 is different from the optical component 20 of the second embodiment in that the second layer 46 includes a second phosphor having higher heat resistance than the first phosphor. Others are the same as the optical component 20. The second phosphor is fired at a high firing temperature corresponding to the softening point of the second glass. However, since the heat resistance is high, the performance is hardly deteriorated. As such a second phosphor, an oxide-based phosphor may be used. The heat resistant temperature of the second phosphor is preferably higher than the softening point of the second glass, and more preferably higher than the firing temperature in the above-described step (b).

以上説明した光学部品40も、光学部品20と同様、耐熱性の低い蛍光体を含む第1層24を備えているものの、耐湿性を確保しつつ、蛍光体の性能も維持できる。また、第2層46に第2蛍光体を含んでいるため、第2層26に蛍光体を含んでいない光学部品20と比べて、光の色の設計自由度が高い。   Although the optical component 40 described above includes the first layer 24 including a phosphor having low heat resistance, like the optical component 20, the performance of the phosphor can be maintained while ensuring moisture resistance. In addition, since the second layer 46 includes the second phosphor, the degree of freedom in designing the light color is higher than that of the optical component 20 in which the second layer 26 does not include the phosphor.

なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の態様で実施し得ることはいうまでもない。   It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that the present invention can be implemented in various modes as long as it belongs to the technical scope of the present invention.

例えば、上述した各実施形態では、透光性基板12の上面に1種類の第1層14を設けたが、透光性基板12の上面を複数の区画に分け、各区画ごとに種類の異なる蛍光体粉末を含むガラスペーストを塗布し、複数種類の第1層を同一面内に設けてもよい。   For example, in each of the embodiments described above, one type of first layer 14 is provided on the upper surface of the translucent substrate 12, but the upper surface of the translucent substrate 12 is divided into a plurality of sections, and the types are different for each section. A glass paste containing phosphor powder may be applied to provide a plurality of types of first layers in the same plane.

[実施例1]
酸化物系赤色蛍光体(Sr,Ba)3SiO5:Eu2+と非酸化物系緑色蛍光体β−Sialon:Eu2+とを体積比1:1に混合した蛍光体粉末に対し、軟化点の低いガラスであるZn−B−Si−Na−O(Ts=560℃) 系ガラスを体積比率で30%となるように秤量し、これらを混合した。この混合粉末100重量部に対して、ブチラール樹脂15重量部を添加して、テルピネオールを溶媒として混合して、第1ペーストとした。また、同様に、軟化点の高いガラスであるBa−B−Al−Si−O(Ts=783℃)系ガラス1)100重量部に対して、ブチラール樹脂20重量部を添加して、テルピネオールを溶剤として混合して、第2ペーストとした。
[Example 1]
Oxidized red phosphor (Sr, Ba) 3 SiO 5 : Eu 2+ and non-oxide green phosphor β-Sialon: Eu 2+ mixed in a volume ratio of 1: 1 to soften the phosphor powder Zn—B—Si—Na—O (Ts = 560 ° C.), which is a low-point glass, was weighed so that its volume ratio was 30%, and these were mixed. To 100 parts by weight of the mixed powder, 15 parts by weight of butyral resin was added, and terpineol was mixed as a solvent to obtain a first paste. Similarly, 20 parts by weight of butyral resin is added to 100 parts by weight of Ba—B—Al—Si—O (Ts = 783 ° C.) glass 1) which is a glass having a high softening point, and terpineol is added. A second paste was prepared by mixing as a solvent.

縦30mm、横30mm、厚さ1mmの透光性アルミナ基板(平均粒子径20μm)の上に、第1ペーストを用いてスクリーン印刷法により縦25mm、横25mm、高さ0.05mmのペースト層を形成し、このペースト層を大気中で焼成して第1層とした。焼成条件は、昇温速度50℃/mmで600℃まで昇温し、600℃で10分保持し、降温速度50℃/mmで降温した。次いで、第1層上に第2ペーストを用いてスクリーン印刷法により縦28mm、横28mm、高さ0.1mmのペースト層を第1層の上面及び側面を被覆するように形成し、このペースト層を大気中で焼成して第2層とした。焼成条件は、昇温速度100℃/minで800℃まで昇温し、800℃で5分保持し、降温速度100℃/minで降温した。これにより、図2に示す光学部品20を得た。この光学部品20を10枚作製した。   A paste layer having a length of 25 mm, a width of 25 mm, and a height of 0.05 mm is formed on a translucent alumina substrate (average particle diameter: 20 μm) having a length of 30 mm, a width of 30 mm, and a thickness of 1 mm by screen printing using the first paste. The paste layer was formed and fired in the atmosphere to form a first layer. As firing conditions, the temperature was raised to 600 ° C. at a temperature raising rate of 50 ° C./mm, held at 600 ° C. for 10 minutes, and lowered at a temperature lowering rate of 50 ° C./mm. Next, a paste layer having a length of 28 mm, a width of 28 mm, and a height of 0.1 mm is formed on the first layer by screen printing so as to cover the upper surface and the side surface of the first layer. Was fired in the atmosphere to form a second layer. As firing conditions, the temperature was increased to 800 ° C. at a temperature increase rate of 100 ° C./min, held at 800 ° C. for 5 minutes, and the temperature was decreased at a temperature decrease rate of 100 ° C./min. Thereby, the optical component 20 shown in FIG. 2 was obtained. Ten optical components 20 were produced.

[比較例1]
実施例1において、第1層のみ形成し第2層を省略した図5に示す光学部品50を10枚作製した。
[Comparative Example 1]
In Example 1, ten optical components 50 shown in FIG. 5 in which only the first layer was formed and the second layer was omitted were produced.

[評価]
実施例1と比較例1につき、初期の色度(=色度図(CIE1931)y値)を蛍光分光光度計(日本分光製、FP−8300)、φ60mm積分球を使い、図6の配置で測定した後、温度85℃、湿度85%の高温高湿槽に入れて、色度変化を観察した。初期の色度y値に対して、変化が±5%以上になった基板の発生数を表1に示す。表1から、比較例1に比べて、本発明の実施例1は耐湿性が優れていることが確認できた。
[Evaluation]
For Example 1 and Comparative Example 1, the initial chromaticity (= chromaticity diagram (CIE1931) y value) was measured using a fluorescence spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, FP-8300) and a φ60 mm integrating sphere with the arrangement shown in FIG. After the measurement, it was placed in a high-temperature and high-humidity tank having a temperature of 85 ° C. and a humidity of 85%, and the chromaticity change was observed. Table 1 shows the number of occurrences of the substrate with a change of ± 5% or more with respect to the initial chromaticity y value. From Table 1, it was confirmed that Example 1 of the present invention was superior in moisture resistance as compared with Comparative Example 1.

Figure 2015151305
Figure 2015151305

10 光学部品、12 透光性基板、14 第1層、16 第2層、20 光学部品、22 透光性基板、24 第1層、26 第2層、30 光学部品、32 透光性基板、34 第1層、36 第2層、38 第3層、40 光学部品、42 透光性基板、44 第1層、46 第2層、50 光学部品。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical component, 12 Translucent substrate, 14 1st layer, 16 2nd layer, 20 Optical component, 22 Translucent substrate, 24 1st layer, 26 2nd layer, 30 Optical component, 32 Translucent substrate, 34 1st layer, 36 2nd layer, 38 3rd layer, 40 Optical component, 42 Translucent substrate, 44 1st layer, 46 2nd layer, 50 Optical component.

Claims (12)

透光性基板と、
前記透光性基板上に設けられ、第1蛍光体及び第1ガラスを含む第1層と、
前記第1層の少なくとも上面を覆うように設けられ、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含む第2層と、
を備え、
前記第1蛍光体は、前記第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて前記第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくい、
光学部品。
A translucent substrate;
A first layer provided on the translucent substrate and including a first phosphor and a first glass;
A second layer including a second glass provided to cover at least the upper surface of the first layer and having a higher softening point than the first glass;
With
The first phosphor is less prone to degradation when exposed to the softening point temperature of the first glass than when exposed to the softening point temperature of the second glass,
Optical component.
前記第1蛍光体は、耐熱温度が前記第1ガラスの軟化点より高く前記第2ガラスの軟化点より低い、
請求項1に記載の光学部品。
The first phosphor has a heat resistant temperature higher than the softening point of the first glass and lower than the softening point of the second glass.
The optical component according to claim 1.
前記第1蛍光体は、非酸化物系蛍光体である、
請求項1又は2に記載の光学部品。
The first phosphor is a non-oxide phosphor.
The optical component according to claim 1.
前記第1蛍光体は、窒化物系蛍光体である、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の光学部品。
The first phosphor is a nitride-based phosphor.
The optical component according to claim 1.
前記第2層は、前記第1蛍光体よりも耐熱性の高い第2蛍光体を含む、
請求項1〜4のいずれか1項に記載の光学部品。
The second layer includes a second phosphor having higher heat resistance than the first phosphor.
The optical component of any one of Claims 1-4.
前記第2蛍光体は、酸化物系蛍光体である、
請求項5に記載の光学部品。
The second phosphor is an oxide phosphor.
The optical component according to claim 5.
前記第2層は、前記第1層の上面及び側面を被覆している、
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光学部品。
The second layer covers the upper surface and side surfaces of the first layer,
The optical component according to claim 1.
請求項1〜7のいずれか1項に記載の光学部品であって、
前記透光性基板と前記第2層との間で前記第1層の周囲を取り囲むように設けられ、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第3ガラスを含む第3層
を備えた光学部品。
The optical component according to any one of claims 1 to 7,
An optical component comprising a third layer that includes a third glass that is provided between the translucent substrate and the second layer so as to surround the first layer and has a softening point higher than that of the first glass. .
前記第3層は、前記第1蛍光体を含む、
請求項8に記載の光学部品。
The third layer includes the first phosphor.
The optical component according to claim 8.
前記ガラスが白色のガラス粉末の焼き付けにより形成されている、
請求項1〜9のいずれか1項に記載の光学部品。
The glass is formed by baking white glass powder,
The optical component according to claim 1.
(a)第1蛍光体と第1ガラスとを含む第1ペーストを透光性基板上に塗布し、前記第1ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第1ペーストを焼成して第1層とする工程と、
(b)前記第1ガラスよりも軟化点の高い第2ガラスを含む第2ペーストを第1層の少なくとも上面を覆うように塗布し、前記第2ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第2ペーストを焼成して第2層とする工程と、
を含み、
前記第1蛍光体として、前記第2ガラスの軟化点の温度に曝されたときと比べて前記第1ガラスの軟化点の温度に曝されたときの方が劣化しにくい蛍光体を用いる、
光学部品の製法。
(A) A first paste containing a first phosphor and a first glass is coated on a light-transmitting substrate, and the first paste is fired at a firing temperature corresponding to the softening point of the first glass. A layering process;
(B) applying a second paste containing a second glass having a softening point higher than that of the first glass so as to cover at least the upper surface of the first layer, and at a firing temperature corresponding to the softening point of the second glass; Baking the two pastes into a second layer;
Including
As the first phosphor, a phosphor that is less likely to deteriorate when exposed to the softening point temperature of the first glass than when exposed to the softening point temperature of the second glass,
Manufacturing method of optical components.
前記工程(a)のあと、前記第1ガラスよりも軟化点の高い第3ガラスを含む第3ペーストを前記透光性基板上であって前記第1層の側面を覆うように塗布し、前記第3ガラスの軟化点に対応する焼成温度で前記第3ペーストを焼成して第3層とする第3層形成工程を行い、その後、前記工程(b)を実施して前記第2層が前記第1層及び前記第3層の上面を覆うように形成する、
請求項11に記載の光学部品の製法。
After the step (a), a third paste containing a third glass having a softening point higher than that of the first glass is applied on the translucent substrate so as to cover a side surface of the first layer, A third layer forming step is performed by baking the third paste at a baking temperature corresponding to the softening point of the third glass to form a third layer, and then the step (b) is performed so that the second layer is Forming an upper surface of the first layer and the third layer;
The manufacturing method of the optical component of Claim 11.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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